Streszczenie: Kiedy zwykły silnik jest modernizowany i zastępowany silnikiem o wysokiej sprawności, pojawia się problem wysokiego prądu w całej pracy, co powoduje konieczność całkowitej wymiany silnika, a zużycie energii wzrasta. W tym artykule analizujemy przyczyny wysokiego prądu silników o wysokiej sprawności i poboru mocy przez silniki, a także porównujemy pobór mocy silników z rzeczywistymi wartościami prądu, aby wyznaczyć składowe prądowe silników.
Słowa kluczowe: silniki o dużej sprawności; prąd jałowy; prąd obciążenia
Wstęp
1 Konstrukcja silnika o wysokiej wydajności
Silniki energooszczędne to silniki, które zwiększają wydajność tradycyjnych silników. W silnikach o wysokiej wydajności zastosowano nowe procesy i materiały, aby zmniejszyć zużycie energii mechanicznej, elektromagnetycznej i cieplnej oraz zwiększyć rzeczywistą wydajność wyjściową. W porównaniu ze zwykłymi silnikami, zastosowanie silników o wysokiej sprawności zapewnia znaczną oszczędność energii, generalnie zwiększając wydajność nawet o 4%. Rzeczywista konwersja energii elektrycznej w silnikach powoduje powstanie energii mechanicznej, co powoduje utratę części energii. W porównaniu ze zwykłymi silnikami, silniki uniwersyteckie zostały zaprojektowane z dużymi dostosowaniami, głównie w celu zmniejszenia ilości tych pięciu strat, a rzeczywista wydajność silnika została znacznie poprawiona. Poniżej znajduje się konkretna analiza.
1.1 Straty stojana Stojan składa się z dwóch elementów: rdzenia stojana i cewki stojana. Rdzeń stojana jest kluczowym elementem obwodu strumienia magnetycznego silnika. W przeciwieństwie do zwykłych silników, silniki o wysokiej wydajności wykorzystują blachy ze stali krzemowej o dobrej przewodności magnetycznej i znacznie zmniejszają grubość blach. W rezultacie rdzenie stojanów wykonane z walcowanych na zimno blach ze stali krzemowej charakteryzują się bardzo niskimi stratami prądu indukcyjnego. Przy projektowaniu i produkcji cewek stojana drut stosowany w silnikach o wysokiej wydajności jest drutem stosunkowo grubym, lepiej izolowanym, co również zwiększa szczeliny stojana, a jednocześnie długość końców uzwojeń stojana jest znacznie zmniejszona, aby zmniejszyć straty końcowe.
1.2 Straty w wirniku Straty na wirniku są takie same jak straty na stojanie i z tego powodu silniki o wysokiej sprawności muszą minimalizować straty na wirniku.
1.3 Straty żelaza Silniki o wysokiej sprawności znacznie zmniejszają straty żelaza poprzez zastosowanie następujących form: 1. blachy ze stali krzemowej walcowanej na zimno o dobrej przenikalności magnetycznej; 2. długość rdzenia tak, aby gęstość strumienia została znacznie zmniejszona; 3. zastosowanie skutecznych wiórów żelaznych.
1.4 Straty bezpańskie Straty błądzące, silniki o wysokiej wydajności są następujące: 1, należy zwiększyć długość szczeliny powietrznej; 2, zmniejsz długość końca cewki; 3, dla szczeliny wirnika w celu wzmocnienia izolacji powierzchni; 4, szczelina wirnika w projektowaniu harmonicznych w celu zmniejszenia.
1.5 Tarcie wiatru Silniki o wysokiej wydajności redukujące zużycie wiatru, głównie na dwa sposoby: 1, w celu zmniejszenia tarcia wysokowydajnych łożysk i smarów; 2, utrata oporu powietrza może wykorzystywać małe łopatki wentylatora.
2 Analiza prądu roboczego silnika Aby prąd roboczy silnika mógł zostać poddany analizie, należy przeprowadzić analizę i porównanie zwykłego silnika i silnika o wysokiej sprawności, uwzględniającego rzeczywisty prąd roboczy.
2.1 Prąd jałowy Prąd jałowy silnika zależy głównie od gęstości strumienia i długości szczeliny powietrznej pomiędzy stojanem a wirnikiem, gdzie niska gęstość strumienia spowoduje mniejszą długość szczeliny powietrznej, a prąd silnika bez obciążenia zostanie zmniejszony. Zwykle długość szczeliny powietrznej silnika jest stosunkowo mała, zwykle kilka milimetrów. Z tego powodu główny strumień magnetyczny przechodzi przez obwód, w którym długość szczeliny powietrznej stanowi niewielki procent długości całego obwodu magnetycznego. Ponieważ przepuszczalność blachy ze stali krzemowej jest większa niż przepuszczalność powietrza, z tego powodu prąd jałowy silnika, gdzie gęstość strumienia magnetycznego wpływa na długość szczeliny powietrznej.
2.1.1 Aspekty gęstości strumienia Silniki o wysokiej wydajności muszą zwiększyć długość rdzenia, a następnie przenikalność magnetyczna musi wybrać blachę ze stali krzemowej walcowanej na zimno, z tego powodu silniki o wysokiej wydajności w gęstości strumienia staną się mniejsze, a popularne porównanie zwykłej energii elektrycznej bez obciążenia, prąd jałowy silników o wysokiej wydajności stanie się mniejszy.
2.1.2 Długość szczeliny powietrznej W przypadku specyfikacji małej mocy silnika, ze względu na stratę rozpraszania światła, poważnie wpłynie to na rzeczywistą sprawność silnika, z tego powodu, w przypadku silnika o wysokiej sprawności w procesie projektowania, konieczne jest kontrolowanie długości szczeliny powietrznej, ponieważ parametry silnika są szczeliną powietrzną spowodowaną, dlatego dla porównania, długość szczeliny powietrznej w celu określenia rzeczywistej roli prądu jałowego może zostać zignorowana.
W przypadku silników o dużej mocy na sprawność silnika będą miały wpływ dodatkowe straty, dlatego przy projektowaniu silników o wysokiej sprawności długość szczeliny powietrznej musi być większa niż zwykle. W przypadku silników o dużej mocy, długość szczeliny powietrznej silnika o wysokiej sprawności wzrasta, przez co wzrasta prąd jałowy silnika o wysokiej sprawności, a moc jest bardzo niska w porównaniu ze zwykłym silnikiem.
2.1.3 Kompleksowa analiza W przypadku silników o małej mocy, zwykle z powodu niewystarczającej długości szczeliny powietrznej gęstość strumienia staje się mniejsza, przez co rzeczywisty prąd jałowy silnika o wysokiej sprawności jest mały w porównaniu z prądem normalnego silnika. W przypadku silników o dużej mocy, chociaż gęstość strumienia silników o wysokiej sprawności uległa znacznej zmianie, długość szczeliny powietrznej w silnikach o wysokiej sprawności wzrosła, co powoduje, że gęstość strumienia wpływa na długość szczeliny powietrznej, a następnie wzrasta prąd jałowy silników o wysokiej sprawności.
2.2 Prąd obciążenia Wzór na obliczenie mocy wyjściowej silnika na wale: W zależności od warunków pracy, np.: napięcie, temperatura i moc wyjściowa, napięcie i moc na wale wyjściowym są stałe w aktualnie pracującym silniku i dlatego K jest również stałe. Porównując prąd silnika dużej mocy z prądem zwykłego silnika w tych samych warunkach, prąd roboczy silnika o wysokiej sprawności określa się na podstawie różnicy między prądem wzbudzenia silnika a jego sprawnością. Silniki o dużej mocy i zwykła różnica w sprawności silnika wymagają analizy i porównania, wartość silnika o wysokiej wydajności jest bardzo mała, więc te same warunki pracy i zwykła wartość prądu silnika, prąd czynny silnika o wysokiej wydajności jest bardzo mały, ale bez zmian. Z tego powodu w rzeczywistej pracy silników o dużej sprawności o zmianie prądu decyduje zmiana prądu wzbudzenia, ale tylko prądu roboczego.
3 Analiza poboru mocy silnika Pobór mocy silnika składa się z sumy mocy wyjściowej na wale silnika i rzeczywistych strat. Test przeprowadzany jest na tym samym pasku, oba pracują na biegu jałowym i napięcie robocze jest takie samo, dlatego też rzeczywiste warunki pracy obu silników są takie same, a moc na wale wyjściowym jest taka sama. W połączeniu z powyższą metodą obliczeń można dokładnie obliczyć pobór mocy wspólnego silnika i pobór mocy silnika o wysokiej sprawności.
3.1 Teoretyczne obliczenie stosunku zużycia energii przez silnik o wysokiej sprawności do silnika zwykłego jest następujące: Wzór na obliczenie mocy wyjściowej silnika na wale:
3.3 Analiza porównawcza Po powyższych obliczeniach można przeanalizować, że w porównaniu ze zwykłym poborem mocy silnika, pobór mocy silnika o wysokiej sprawności wynosi 97,15%, a ostateczne zmierzone rzeczywiste dane wynoszą 96,05%. Analizując oba zestawy danych, można stwierdzić, że pobór mocy silników o wysokiej sprawności pod obciążeniem jest w tym momencie najmniejszy, jednak rzeczywisty pomiar nadal obarczony jest pewnym błędem, przyczyną błędu jest to, że po długim okresie czasu zwykły silnik traci moc silnika.
Wniosek W odpowiedzi na analizę rzeczywistego zużycia energii przez silnik można stwierdzić, że zmiana parametrów w konstrukcji dwóch silników spowoduje zmiany w silniku zwykłym i silniku o wysokiej sprawności. Można przeprowadzić analizę porównawczą, w której stosunek rzeczywistego prądu roboczego do poboru mocy przez silnik nie istnieje w związku, główną jest składowa czynna prądu silnika. Aby prąd silnika mógł zostać poddany analizie, rzeczywisty prąd roboczy silników o wysokiej sprawności jest często większy niż w przypadku zwykłego silnika, a prąd czynny silnika zwykłego o wysokiej wydajności jest oczywiście niższy, w tych samych warunkach pracy, pobór mocy przez zwykły silnik i silnik o wysokiej sprawności w porównaniu do silnika o wysokiej sprawności jest znacznie niższy.
